【摘 要】
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地球物理测井技术是地质勘探领域的重要探测技术,包括放射性测井、电法测井、声波测井等多种测井方法,是煤矿勘探中的必测项目。声波测井在岩性识别、裂缝识别、地层界面辨别、孔隙度计算方面具有独特的优势,在油气田勘探研究中已发展出了声速、声幅、全波、超声成像、远探测等技术,然而煤田勘探声波测井技术却相对发展缓慢,主要是声速测井和井壁成像测井,仪器也多为单发单收,单发双收等最基本结构。究其原因,声波测井多采用
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地球物理测井技术是地质勘探领域的重要探测技术,包括放射性测井、电法测井、声波测井等多种测井方法,是煤矿勘探中的必测项目。声波测井在岩性识别、裂缝识别、地层界面辨别、孔隙度计算方面具有独特的优势,在油气田勘探研究中已发展出了声速、声幅、全波、超声成像、远探测等技术,然而煤田勘探声波测井技术却相对发展缓慢,主要是声速测井和井壁成像测井,仪器也多为单发单收,单发双收等最基本结构。究其原因,声波测井多采用压电陶瓷或磁致伸缩换能器作为声源且居中测井,井内需充满流体以向地层辐射声波提供耦合介质,但煤炭矿井测井,尤其是井下巷道内测井多为水平和上仰井孔,难以提供井内声波耦合条件,声波测井面临应用瓶颈。为突破声波测井声源在煤田探测领域应用的限制条件,提出了一种电磁锤敲击井壁产生声波信号作为声源的声波测井方法,实验验证了其应用可行性。仪器系统采用发射接收分离结构,以C8051F350单片机为控制核心,驱动大功率管控制励磁线圈,激励电磁锤敲击井壁发生振动以产生声波。系统在标准实验井中基于控制变量的实验方法进行了冲击控制、声速测量等探究实验。实验数据分析得到,电磁锤敲击井壁式声源可以对地层声速进行测量,电磁锤作为声源是可行的尝试;明确了声源性能与激励电压、激励脉冲宽度、复位弹簧性能等参数的关系,为研制出幅度大、信噪比高、模式多样、频率可调等符合实际生产需要的电磁锤激励技术提供重要借鉴。
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